CN109772187A - 气液混合机构、工艺设备及气液混合方法 - Google Patents
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Abstract
一种气液混合方法，包括以下步骤：输入氮气至药液；细化氮气为氮气气泡，并加压氮气气泡，使氮气气泡混入至药液而为第一具氮气气泡之药液；以及蓄压第一具氮气气泡之药液。此外，一种气液混合机构与工艺设备亦被提出。
Description
技术领域
本发明是有关于一种气液混合机构、工艺设备与气液混合方法，且特别是有关于一种降低药液劣化情况的气液混合机构、工艺设备与气液混合方法。
背景技术
于现代高科技产业的制造的过程中，基板需要经过多道加工程序，例如清洗、蚀刻、涂布、显影等制造程序，会采用特定药液去执行相对应的制造程序。
由于药液无法避免在传输路径上接触大气，以显影设备为例，大气中的气体元素(如CO2)跟药液反应为碳酸水(H2CO3)而使药液有劣化的情况。针对此显影液劣化的问题，一般是在药液槽内灌入惰性气体，借由惰性气体不易反应的特性，避免药液与大气中的气体元素产生反应。然，由于惰性气体不容易溶解于药液内，导致防治显影液劣化的效果不佳。
因此，如何提升药液寿命与良率，进而减少药液更换时间与降低制造成本，是为极重要的课题。
发明内容
本发明的一目的在于，解决药液劣化问题，延长药液使用寿命，进而减少药液更换时间与降低制造成本，并增加生产制造效能。
本发明的一实施例提出一种气液混合机构，包括一第一氮气溶解装置以及一减压阀模组。第一氮气溶解装置包括一第一汇流管、一第一细化管以及一第一蓄压筒。第一细化管连通于第一汇流管，该第一细化管内设置一第一细化装置，一氮气与一药液由第一汇流管流入至第一细化管时，第一细化装置是细化氮气为一氮气气泡。第一蓄压筒连通于第一细化管，第一蓄压筒的管径大于第一细化管的管径，以降低药液的流速并加压氮气气泡，使氮气气泡混入至药液而为一第一具氮气气泡之药液。减压阀模组连通于第一蓄压筒，减压阀模组用以调节并蓄压第一蓄压筒内第一具氮气气泡之药液之压力。
本发明的一实施例提出一种工艺设备，包括一药液槽、处理装置以及一气液混合机构。药液槽存储一药液。处理装置是以药液槽提供之药液处理一基板。气液混合机构是接收药液槽之药液，气液混合机构包括一第一氮气溶解装置以及一减压阀模组。第一氮气溶解装置包括一第一汇流管、一第一细化管以及一第一蓄压筒。第一细化管连通于第一汇流管，该第一细化管内设置一第一细化装置，一氮气与一药液由第一汇流管流入至第一细化管时，第一细化装置是细化氮气为一氮气气泡。第一蓄压筒连通于第一细化管，第一蓄压筒的管径大于第一细化管的管径，以降低药液的流速并加压氮气气泡，使氮气气泡混入至药液而为一第一具氮气气泡之药液。减压阀模组连通于第一蓄压筒，减压阀模组用以调节并蓄压第一蓄压筒内第一具氮气气泡之药液之压力。
本发明的一实施例提出一种气液混合方法，包括以下步骤：输入一氮气至一药液；细化氮气为一氮气气泡，并加压氮气气泡，使氮气气泡混入至药液而为一第一具氮气气泡之药液；以及蓄压第一具氮气气泡之药液。
基于上述，在本发明的气液混合机构、工艺设备与气液混合方法中，借由氮气溶解于药液之内，可确实有效抑制药液中含二氧化碳量或含氧量的增加，达到防止药液劣化的功能。
再者，经由上述管径不同的结构差异，以加压氮气气泡，除了提升氮气气泡之压力以外，也可提升总体气体压力之饱和度，提升氮气气泡之压力，亦可增加氮气气泡溶解于药液的含量，可使氮气气泡更能溶解于药液之内，延长药液使用寿命，进而减少药液更换时间与降低制造成本，并增加生产制造效能。
此外，借由蓄压筒与减压阀模组的配置，以将压力蓄集到蓄压筒之内，故可维持氮气气泡溶解于药液的含量。
附图说明
图1为本发明之气液混合机构第一实施例的示意图。
图2为本发明之第一氮气溶解装置的示意图。
图3为本发明之第一细化装置的示意图。
图4为图3之第一细化装置的平面示意图。
图5A为本发明之气液混合机构第二实施例的示意图。
图5B为本发明之气液混合机构第三实施例的示意图。
图6为本发明之工艺设备的示意图。
图7为本发明之气液混合方法第一实施例的示意图。
图8为本发明之气液混合方法第二实施例的示意图。。
图中标号说明：
10、20、30 气液混合机构
11 第一氮气溶解装置
111、131 氮气输入管
1112 喷管
1114 喷嘴
112、132 药液输入管
113 第一汇流管
114 第一细化管
1142 输入段
1144 输出段
116、216 第一蓄压筒
1162 第一部件
1164 第二部件
1166 第三部件
118 第一细化装置
1182 导流鳍片
1184 导流孔
1186 连接环
12 减压阀模组
121 管路
121A 一次侧管
121B 二次侧管
122 减压阀门
123 第一侧调压装置
123A 第一测压表
123B 第一调压元件
124 第二侧调压装置
124A 第二测压表
124B 第二调压元件
13 第二氮气溶解装置
133 第二汇流管
134 第二细化管
136、236 第二蓄压筒
138 第二细化装置
50 工艺设备
51 药液槽
52 处理装置
521 喷淋管
522 喷头
53 喷洒泵
54 循环泵
55 第一电导度计
56 第二电导度计
57 回收管
58 排液管
D1、D2、D3、D4、D5、D6 管径
G 氮气
L 药液
R1、R2 立体旋转
S10、S20 气液混合方法
S110～S130 步骤
S210～S260 步骤
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此限制本发明的保护范围。
图1为本发明之气液混合机构第一实施例的示意图。图2为本发明之第一氮气溶解装置的示意图。图3为本发明之第一细化装置的示意图。图4为图3之第一细化装置的平面示意图。请先参阅图1。在本实施例中，气液混合机构10包含一第一氮气溶解装置11以及一减压阀模组12。第一氮气溶解装置11包括一氮气输入管111、一药液输入管112、一第一汇流管113、一第一细化管114以及一第一蓄压筒116。氮气输入管111连通于第一汇流管113，药液输入管112连通于第一汇流管113，第一汇流管113连通于第一细化管114，且第一细化管114连通于第一蓄压筒116，以构成第一氮气溶解装置11。第一汇流管113为氮气输入管111与药液输入管112的连通交接位置，药液输入管112用以输入药液L至第一汇流管113，氮气输入管111用以输入氮气G至第一汇流管113，使得氮气G与药液L于第一汇流管113交会，并流经第一细化管114与第一蓄压筒116而自减压阀模组12输出。
在本实施例中，如图2所示，氮气输入管111包括一喷管1112与一喷嘴1114，喷管1112连通喷嘴1114，氮气G输入至喷管1112内，并由喷管1112输送氮气G至喷嘴1114，以将氮气G输送至第一汇流管113中的药液L。假设各个气体在常温下具相同分压，氮气G可较如二氧化碳或氧气等气体更溶解于药液L之内，借由氮气G溶解于药液L之内，可确实有效抑制药液L中含二氧化碳量或含氧量的增加，并使得药液L的电导度下降，达到防止药液L劣化的功能。
在本实施例中，第一细化管114之两侧分别连通于第一汇流管113与第一蓄压筒116。第一细化管114内设置一第一细化装置118，使氮气G与药液L由第一汇流管113流入至第一细化管114时，第一细化装置118是细化氮气G为一氮气气泡，氮气气泡较能与药液L快速且均匀混合，以提高溶解速率，并且，本实施例的第一蓄压筒116的管径D3大于第一细化管114的管径D2，当药液L与氮气气泡由管径小之第一细化管114流入至管径大之第一蓄压筒116时，依据白努利原理(Bernoulli's principle)，药液L的流速降低并借此加压氮气气泡，使氮气气泡混入至药液L而为一第一具氮气气泡之药液。借此，通过前述管径不同的结构差异，达到加压氮气气泡的效果。在此配置之下，依据道耳顿分压定律(Dalton's law ofpartial pressures)，混合气体产生的总体气体压力等于混合气体中各别成分的分压总合，而总体气体压力之饱和度为一定值，以本实施例为例，总体气体压力为二氧化碳之分压压力、氧气之分压压力以及氮气之分压压力之总和，因此，经由上述管径不同的结构差异，以加压氮气气泡之分压压力，除了提升氮气气泡之分压压力以外，也可提升总体气体压力之饱和度，并且，气体在溶液中之溶解性质与气体的分压有关，气体溶解于某溶液中的体积莫耳浓度与溶液达成平衡的气体分压成正比，据此，氮气气泡被施压的压力越大，使得第一具氮气气泡之药液内含有氮气气泡的比例增加，而能降低如二氧化碳或氧气等气体溶解于第一具氮气气泡之药液的比例，可使氮气气泡更能溶解于药液L之内。
在本实施例中，第一细化管114的管径D2小于第一汇流管113的管径D1，且第一蓄压筒116的管径D3大于第一细化管114的管径D2，即第一细化管114的管径D2较其两侧连接之第一汇流管113的管径D1与第一蓄压筒116的管径D3小，形成一文丘里管(Venturi tube)结构，第一细化管114作为文丘里管结构的颈缩段。第一细化管114包含一输入段1142与一输出段1144，输入段1142连通于输出段1144，而第一细化装置118设置在输入段1142。在此配置之下，第一细化装置118占据了输入段1142前端大部分空间，使得氮气G与药液L通过输入段1142前端时，大多数的氮气G能被第一细化装置118细化为氮气气泡，增加氮气气泡的含量，使得较多的氮气气泡在输入段1142至输出段1144之间与药液L快速且均匀混合，以提高溶解速率。
在本实施例中，第一细化装置118可如图3与图4所示为一生化球，然本发明不对第一细化装置加以限制，在其他实施例中，第一细化装置可为一滤网、一鳍片组、一滤膜或一多孔性陶瓷细化片。第一细化装置118包含多个导流鳍片1182、多个导流孔1184以及多个连接环1186。连接环1186连接多个导流鳍片1182，多个导流鳍片142以放射状排列并构成一立体几何形状，例如为垂直辐射状、顺/逆时针涡漩状或旋转辐射状，于其他未绘示实施例中，导流鳍片亦可呈水平辐射状，本发明不对第一细化装置的形状加以限制。导流孔1184为两个导流鳍片1182之间所形成。然而，本发明不以此为限，于其他未绘示的实施例中，导流孔能设于导流鳍片，例如在导流鳍片开孔而形成导流孔。
在此配置之下，当氮气G与药液L流入第一细化管114时，第一细化装置118在药液L中立体旋转R1、R2(或称万向旋转、三维旋转)，亦即药液L在第一细化管114内作顺(或逆)时针旋转的立体滚动，而不会只有二维(或水平)方向转动。
再者，当第一细化管114在药液L中立体旋转R1、R2时，导流鳍片1182将氮气G细化为氮气气泡，氮气气泡与药液L通过各导流孔1184，导流孔1184扰动氮气气泡与药液L，而能达到混合扰流的效果，并增加氮气G被细化后的氮气气泡与药液L之接触面积，进而提升氮气气泡溶解于药液L之溶解率。
请再参阅图1与图2，第一蓄压筒116包含一第一部件1162、一第二部件1164与一第三部件1166，其中第二部件1164设置于第一部件1162与第三部件1166之间。第一部件1162之一侧连接第一细化管114，第一部件1162之另一侧连接第二部件1164，第一部件1162至第二部件1164形成一渐扩结构，使得第一部件1162连接第一细化管114之一侧之管径较小，而第一部件1162连接第二部件1164之另一侧之管径较大，故药液L与氮气气泡由管径小之第一细化管114流入至管径大之第二部件1164，可达到加压氮气气泡的效果。另一方面，第二部件1164之一侧连接于第三部件1166，且第二部件1164至第三部件1166形成一渐缩结构。为了避免前述渐缩结构降低氮气气泡之分压压力，本实施例包含减压阀模组12，减压阀模组12连通于第一蓄压筒116，当第一具氮气气泡之药液由第一细化管114流入至第一蓄压筒116时，减压阀模组12用以调节并蓄压第一蓄压筒116内第一具氮气气泡之药液之压力，以输出第一具氮气气泡之药液。此外，借由上述配置而蓄集第一具氮气气泡之药液之压力，可增加第一蓄压筒116的管径D3，让氮气气泡溶解于第一具氮气气泡之药液的效果提升。
详细而言，减压阀模组12包括一管路121、一减压阀门122、一第一侧调压装置123以及一第二侧调压装置124，管路121连通于第一蓄压筒116中的第三部件1166，其中管路121可分为一次侧管121A与二次侧管121B，一次侧管121A连通于二次侧管121B，管路121之一次侧管121A设置第一侧调整装置123，管路121之二次侧管121B设置第二侧调整装置124，减压阀门122设置于第一侧调整装置123与第二侧调整装置124之间，减压阀门122借由阀门中之管径变化改变流体流至二次侧管121B之压力。第一侧调压装置123包含一第一测压表123A与一第一调压元件123B，第一调压元件123B用以调整一次侧管121A内的压力，并由第一测压表123A显示一次侧管121A内的压力值。第二侧调压装置124包含一第二测压表124A与一第二调压元件124B，第二调压元件124B用以调整二次侧管121B内的压力，并由第二测压表124A显示二次侧管121B内的压力值。在此配置之下，设定管路121中的一次侧管121A与二次侧管121B的初始压力为均等，换言之，通过减压阀门122与第一调压元件123B调节，使得一次侧管121A内的压力保持大于二次侧管121B内的压力，而第一蓄压筒116连通管路121之一次侧管121A，通过上述减压阀模组12之调节，以将压力蓄集到第一蓄压筒116之内，故可维持氮气气泡溶解于药液L的含量。
图5A为本发明之气液混合机构第二实施例的示意图。请参阅图5A，需说明的是，图5A的气液混合机构20与图1的气液混合机构10相似，其中相同的构件以相同的标号表示且具有相同的功能而不再重复说明，以下仅说明差异处。图5A与图1的差异在于：气液混合机构20更包括一第二氮气溶解装置13，第二氮气溶解装置13连通于第一蓄压筒116与减压阀模组12之间。第二氮气溶解装置13包括一氮气输入管131、一药液输入管132、一第二汇流管133、一第二细化管134以及一第二蓄压筒136。氮气输入管131连通于第二汇流管133，药液输入管132连通于第二汇流管133，第二汇流管133连通于第二细化管134，且第二细化管134连通于第二蓄压筒136，以构成第二氮气溶解装置12。
在本实施例中，药液输入管132连通于第一蓄压筒116，第一蓄压筒116用以输出第一具氮气气泡之药液至药液输入管132，药液输入管132用以输出第一具氮气气泡之药液至第二汇流管133。氮气输入管131的设置、作法与功能均类似于图1至图2中的氮气输入管111，故氮气输入管131可参阅前述图1至图2中的氮气输入管111，氮气输入管131用以输入氮气G至第二汇流管133，使得氮气G与第一具氮气气泡之药液于第二汇流管133交会。因此，本实施例借由前述第一氮气溶解装置11来有效让氮气气泡溶解于药液L，更借由多设置第二氮气溶解装置13，以增加氮气G于药液L内的含量，来提升整体药液L内氮气G的氮气量。在其他实施例中，可增加其他数量之氮气溶解装置，端视实际制程而可调整。
在本实施例中，第二细化管134内设置一第二细化装置138，使氮气G与第一具氮气气泡之药液由第二汇流管133流入至第二细化管134时，第二细化装置138是细化氮气G为氮气气泡，氮气气泡较能与具氮气气泡之药液快速且均匀混合，以提高溶解速率。需说明的是，第二细化装置138的设置、作法与功能均类似于第一细化装置118，故第二细化装置138可参阅前述第一细化装置118。
在本实施例中，第二蓄压筒136连通于第二细化管134，第二蓄压筒136的管径大于第二细化管134的管径，以降低第一具氮气气泡之药液的流速并加压氮气气泡。因此，当第一具氮气气泡之药液与氮气气泡由管径小之第二细化管134流入至管径大之第二蓄压筒136时，第一具氮气气泡之药液的流速降低并借此加压氮气气泡，使氮气气泡混入至第一具氮气气泡之药液而为一第二具氮气气泡之药液。当第二具氮气气泡之药液由第二细化管134流入至第二蓄压筒136时，减压阀模组12用以调节并蓄压第二蓄压筒136内第二具氮气气泡之药液之压力，以输出第二具氮气气泡之药液。需说明的是，第二蓄压筒136的设置、作法与功能均类似于第一蓄压筒116，可参阅图1至图4所述第一蓄压筒116，并通过上述减压阀模组12之调节，以将压力蓄集到第二蓄压筒136之内。此外，第二蓄压筒136的管径D4大于第一蓄压筒116的管径D3，可提升氮气气泡溶解于第二具氮气气泡之药液的效果。
图5B为本发明之气液混合机构第三实施例的示意图。请参阅图5B，需说明的是，图5B的气液混合机构30与图1的气液混合机构10及图5A的气液混合机构20相似，其中相同的构件以相同的标号表示且具有相同的功能而不再重复说明，以下仅说明差异处。图5A与图5B的差异在于：图5B中的第一氮气溶解装置13中的第一蓄压筒216的管径D5不同于图5A中的第一氮气溶解装置13中的第一蓄压筒116的管径D3；图5B中的第二氮气溶解装置13中的第二蓄压筒236的管径D6不同于图5A中的第二氮气溶解装置13中的第二蓄压筒136，其中图5B中的第一蓄压筒216的管径D5大于第二蓄压筒236的管径D6。
在本实施例中，借由上述配置而蓄集第一具氮气气泡之药液之压力，让氮气气泡更溶解于药液L，此外，本实施例中的第一蓄压筒216的管径D5大于图5A之第一蓄压筒116的管径D3，换言之，本实施例增大第一蓄压筒216的管径D5，借此提升氮气气泡溶解于第一具氮气气泡之药液的效果，并且，更借由设置第二氮气溶解装置13，以增加氮气G于药液L内的含量，来提升整体药液L内氮气G的氮气量。
图6为本发明之工艺设备的示意图。请参阅图6，本实施例的工艺设备50为一显影机，工艺设备50包括一药液槽51、一处理装置52、一喷洒泵53、一循环泵54、一第一电导度计55、一第二电导度计56、一回收管57、一排液管58以及一气液混合机构10，其中第一电导度计55连接于气液混合机构10，第一电导度计55用以监测由气液混合机构10输出之药液L之电导度，且第二电导度计56连接于药液槽51，第二电导度计56用以监测药液槽51内药液L之电导度。药液槽51存储药液L，处理装置52是以药液槽51提供之药液L处理一基板，气液混合机10是接收药液槽51之药液L。喷洒泵53之一端连接药液槽51，喷洒泵53之另一端连接处理装置52，借由喷洒泵53使得药液槽51连通于处理装置52，回收管57之一端连接处理装置52，回收管57之另一端连接药液槽51，排液管58之一端连接药液槽51，排液管58之另一端则连接外部。药液槽51用以提供药液L至喷洒泵53，喷洒泵53将药液L传输至处理装置52中的喷淋管521，并借由喷头522喷洒药液L，以进行相对应的制程，后续可借由回收管57回收药液L至药液槽51，并且，当药液槽51内的液位超过一定预设值时，可借由排液管58排出至外部。
在本实施例中，循环泵54之一端连通气液混合机构10，循环泵54之另一端连通药液槽51，药液L由循环泵54输出至气液混合机构10之内，药液L是经气液混合机构10处理，第一电导度计55可量测由气液混合机构10输出之药液L之电导度，并经由循环泵54输回至药液槽51之内，第二电导度计56可量测药液槽51内药液L之电导度。气液混合机构10可参照图1至图4所述，通过第一氮气溶解装置11，使得药液L与氮气气泡由管径小之第一细化管114流入至管径大之第一蓄压筒116，借此加压氮气气泡，使得氮气G更能溶解于药液L之内，并通过减压阀模组12之调节，以将压力蓄集到第一蓄压筒116之内，维持氮气气泡溶解于药液L的含量，此举可确实有效抑制药液L中含二氧化碳量或含氧量的增加，故可降低第二电导度计56量测之药液L之电导度，达到防止药液L劣化的功能，来延长药液使用寿命，进而减少药液更换时间与降低制造成本，并增加生产制造效能。此外，亦可通过图5A或图5B所示的气液混合机构10，设置第二氮气溶解装置13，来增加氮气G于药液L内的含量，来提升整体药液L内氮气G的氮气量，以强化防止药液L劣化的功能。需说明的是，本实施例之气液混合机构10与第一电导度计55是设置在循环泵54之上，在另一实施例中，如图6中虚线所示之气液混合机构10与第一电导度计55是可设置在喷洒泵53之上，在此配置之下，喷洒泵53是输入药液槽51内的药液L至气液混合机构A，气液混合机构10处理药液L以抑制药液L中含二氧化碳量或含氧量的增加，借此降低药液L之电导度值，而药液L之电导度是可由第一电导度计55所量测，接着，经由气液混合机构10处理后的药液L被喷洒泵53传输至处理装置52，以供给至基板。
图7为本发明之气液混合方法第一实施例的示意图。请参阅图7，本实施例之气液混合方法S10能适用于图1之气液混合机构10。气液混合方法S10包括以下步骤S110至步骤S130。于步骤S110中，输入一氮气G至一药液L。以图1为例，氮气输入管111用以输入氮气G至第一汇流管113，使得氮气G与药液L于第一汇流管113交会。据此，假设各个气体在常温下具相同分压，氮气G可较如二氧化碳或氧气等气体更溶解于药液L之内，借由氮气G溶解于药液L之内，可确实有效抑制药液L中含二氧化碳量或含氧量的增加，并使得药液L的电导度下降，达到防止药液L劣化的功能。
进行步骤S120，细化氮气G为一氮气气泡，并加压氮气气泡，使氮气气泡混入至药液L而为一第一具氮气气泡之药液。详细而言，以图1为例，第一细化管114内设置第一细化装置118，使氮气G与药液L由一第一汇流管113流入至一第一细化管114时，第一细化装置118是细化氮气G为一氮气气泡，氮气气泡较能与药液L快速且均匀混合，以提高溶解速率。需说明的是，第一细化装置118例如可采用如图3与图4所示，然本发明不对第一细化装置加以限制，在其他实施例中，第一细化装置可为一滤网、一鳍片组、一滤膜或一多孔性陶瓷细化片。
另一方面，本实施例之第一蓄压筒116的管径D3大于第一细化管114的管径D2，以降低该药液L的流速并加压该氮气气泡。因此，当药液L与氮气气泡由管径小之第一细化管114流入至管径大之第一蓄压筒116时，药液L的流速降低并借此加压氮气气泡，使氮气气泡混入至药液L而为一第一具氮气气泡之药液。借此，通过前述管径不同的结构差异，以加压氮气气泡，除了提升氮气气泡之分压压力以外，也可提升总体气体压力之饱和度，亦可增加氮气气泡溶解于药液L的含量，可使氮气气泡更能溶解于药液L之内。
于步骤S130中，蓄压第一具氮气气泡之药液。详细而言，以图1为例，使第一具氮气气泡之药液由第一细化管114流入至一第一蓄压筒116，减压阀模组12用以调节并蓄压第一蓄压筒116内第一具氮气气泡之药液之压力，以输出第一具氮气气泡之药液。需说明的是，第一蓄压筒116的设置、作法与功能例如可采用可参阅前述图1至图2，而减压阀模组12的调节以将压力蓄集到第一蓄压筒116之内可参阅图1至图2所述。
图8为本发明之气液混合方法第二实施例的示意图。请参阅图8，本实施例之气液混合方法S20能适用于图5A之气液混合机构20或图5B之气液混合机构30。气液混合方法20包括以下步骤S210至步骤S260，其中图8的步骤S210与图7的步骤S110相同，图8的步骤S220与图7的步骤S120相同，图8的步骤S230与图7的步骤S130相同，且具有相同的功能而不再重复说明，以下仅说明差异处。于步骤S240中，输入氮气G至第一具氮气气泡之药液。以图5A或图5B为例，药液输入管132用以输出第一具氮气气泡之药液至第二汇流管133，氮气输入管131用以输入氮气G至第二汇流管133，使得氮气G与第一具氮气气泡之药液于第二汇流管133交会。因此，本实施例借由前述第一氮气溶解装置11来有效让氮气气泡溶解于药液L，更能借由多设置第二氮气溶解装置13，以增加氮气G于药液L内的含量，来提升整体药液L内氮气G的氮气量。此外，于步骤S240中，在一实施例中，输入氮气至药液之氮气量大于输入氮气至第一具氮气气泡之药液之氮气量，以图5A或图5B为例，第一汇流管113输入氮气G之氮气量大于第二汇流管133输入氮气G之氮气量。于步骤S250，细化氮气为氮气气泡，并加压氮气气泡，使氮气气泡混入至第一具氮气气泡之药液而为一第二具氮气气泡之药液。详细而言，以图5A或图5B为例，第二细化管134内设置第二细化装置138，使氮气G与第一具氮气气泡之药液由第二汇流管133流入至第二细化管134时，第二细化管134中的第二细化装置138是细化氮气G为一氮气气泡，氮气气泡较能与第一具氮气气泡之药液快速且均匀混合，以提高溶解速率，并且，由于第二蓄压筒136的管径大于第二细化管134的管径，故使氮气气泡与第一具氮气气泡之药液由管径小之第二细化管134流入至管径大之第二蓄压筒136，以降低第一具氮气气泡之药液的流速并借此加压氮气气泡，使氮气气泡混入至第一具氮气气泡之药液而为一第二具氮气气泡之药液。借此，通过前述管径不同的结构差异，以加压氮气气泡，除了提升氮气气泡之分压压力以外，也可提升总体气体压力之饱和度，亦可增加氮气气泡溶解于药液L的含量，可使氮气气泡更能溶解于药液L之内。于步骤S260，蓄压第二具氮气气泡之药液以输出第二具氮气气泡之药液。详细而言，使第二具氮气气泡之药液由第二细化管134流入至第二蓄压筒136，减压阀模组12用以调节并蓄压第二蓄压筒136内第二具氮气气泡之药液之压力，以输出第二具氮气气泡之药液。此外，如图5B所示的第一蓄压筒216的管径D5大于图5A或图1所示的第一蓄压筒116的管径D3，换言之，图5B之实施例借由增大第一蓄压筒216的管径D5，让氮气气泡溶解于第一具氮气气泡之药液的效果提升。另外，如图5A所示，第二蓄压筒136的管径D4大于第一蓄压筒116的管径D3，亦可让氮气气泡溶解于第二具氮气气泡之药液的效果提升。
请参见下述表一至表三，表一至表三分别为本发明气液混合机构用于如图6所示的工艺设备的实验数据。请先参阅表一，表一是以图5A的气液混合机构20为例，并仅开启第一蓄压筒116或第二蓄压筒136作为比较依据，亦即表一是以单一蓄压筒(如图1的气液混合机构10)实施后的电导度值。
表一、气液混合机构量测数据。
上述表一中，一次侧管121A内循环流量(LPM)与压力(Mpa)可由减压阀门122与第一调压元件123B调整一次侧管121A内的压力，并由第一测压表123A显示一次侧管121A内的压力值，在本实施例中，增加一次侧管121A内压力至0.21Mpa，同时降低一次侧管121A内的流量(约为80LPM)。首先，请参照表一中的项次A0～A3，表一中的项次A0为关闭第一蓄压筒116与关闭第二蓄压筒136，项次A1～A3分别代表开启第一蓄压筒116并注入不同氮气量之氮气至第一蓄压筒116，并关闭第二蓄压筒136，相比之下，于相同之流量(压力)的设定条件下，由项次A0与A3的数值趋势可知，注入较多的氮气量可使得药液槽51内药液L之电导度值呈下降的趋势，即验证借由氮气G溶解于药液L之内，可确实有效抑制药液L中含二氧化碳量或含氧量的增加。接着，请参照表一中的项次A0、A4～A6，项次A4～A6分别代表开启第二蓄压筒136并注入不同氮气量至第二蓄压筒136，并关闭第一蓄压筒116，相比之下，在相同之流量(压力)的设定条件下，由项次A0与A6的数值趋势可知，亦有注入较多的氮气量可使得药液槽51内药液L之电导度值下降越多的趋势。
此外，项次A1～A3为开启第一蓄压筒116并关闭第二蓄压筒136，项次A4～A6为开启第二蓄压筒136并关闭第一蓄压筒116，由于第二蓄压筒136的管径D4大于第一蓄压筒116的管径D3，由表一可知，在相同之流量(压力)的设定条件下，项次A4～A6中管径大的第二蓄压筒136的药液槽51内药液L之电导度值均小于项次A1～A3中管径小的第一蓄压筒116的药液槽51内药液L之电导度值，换言之，使用管径大的第二蓄压筒136的效果更优于管径小的第一蓄压筒116，因此，可通过增加蓄压筒的管径，更能大幅降低药液槽51内药液L之电导度值。举例而言，如图1所示，在仅有第一氮气溶解装置11的气液混合机构10的设置之下，可增加第一蓄压筒116的管径D3，让氮气气泡溶解于第一具氮气气泡之药液的效果提升。
请见下表二，表二是以图5A的气液混合机构20为例，并一起开启第一蓄压筒116与第二蓄压筒136作为比较依据，亦即表二是以多个蓄压筒实施后的电导度值。
表二、气液混合机构量测数据。
上述表二中，一次侧管121A内循环流量(LPM)与压力(Mpa)可由减压阀门122与第一调压元件123B调整一次侧管121A内的压力，并由第一测压表123A显示一次侧管121A内的压力值，在本实施例中，增加一次侧管121A内压力至0.21Mpa，同时降低一次侧管121A内的流量(约为80LPM)。首先，项次B0代表关闭第一蓄压筒116与关闭第二蓄压筒136，项次B1～B3分别代表一起开启第一蓄压筒116与第二蓄压筒136并注入不同氮气量之氮气至第一蓄压筒116与第二蓄压筒136。相较于表一中仅开启第一蓄压筒116或开启第二蓄压筒136的设定条件，在相同之流量(压力)的设定条件下，表二中项次B1～B3均显示药液槽51内药液L之电导度值下降更多，换言之，本发明可通过增加蓄压筒的数量来提升药液槽51内药液L之电导度值下降的趋势。再者，如同前述表一结论，表二中由项次B0至B3的数值趋势可知，亦呈现在相同之流量(压力)的设定条件下，注入较多的氮气量可使得药液槽51内药液L之电导度值下降越多。
请见下表三，表三是以图5B的气液混合机构30为例，并一起开启第一蓄压筒216与第二蓄压筒236作为比较依据，亦即表三是以多个蓄压筒实施后的电导度值，表三与表二的不同之处在于：表三中的第一蓄压筒216的管径D5大于第二蓄压筒236的管径D6。
表三、气液混合机构量测数据。
上述表三中，一次侧管121A内循环流量(LPM)与压力(Mpa)可由减压阀门122与第一调压元件123B调整一次侧管121A内的压力，并由第一测压表123A显示一次侧管121A内的压力值，在本实施例中，增加一次侧管121A内压力至0.21Mpa，同时降低一次侧管121A内的流量(约为80LPM)。项次C0代表关闭第一蓄压筒216与关闭第二蓄压筒236，项次C1～C3分别代表一起开启第一蓄压筒216与第二蓄压筒236并注入不同氮气量之氮气至第一蓄压筒216与第二蓄压筒236。首先，相较于表一中仅开启第一蓄压筒116或仅开启第二蓄压筒136的设定条件，如同前述表二结论，在相同之流量(压力)的设定条件下，表三中项次C1～C3均显示药液槽51内药液L之电导度值下降更多，换言之，本发明可通过增加蓄压筒的数量来提升药液槽51内药液L之电导度值下降的趋势。再者，如同前述表一结论，表三中由项次C0与C3的数值趋势可知，亦呈现在相同之流量(压力)的设定条件下，注入较多的氮气量可使得药液槽51内药液L之电导度值下降越多。
此外，表二为第一蓄压筒116的管径D3小于第二蓄压筒136的管径D4，表三为第一蓄压筒216的管径D5大于第二蓄压筒236的管径D6，比较表二与表三可知，表二的药液槽51内药液L之电导度值较佳，反应出先用管径小的蓄压筒再用管径大的蓄压筒，其效果会优于先用管径大的蓄压筒再用管径小的蓄压筒。但不论如何，本发明经由上述实验验证后，通过上述气液混合机构中蓄压筒的设置均可以让药液槽51内药液L之电导度值达到下降的趋势。
综上所述，在本发明的气液混合机构、工艺设备与气液混合方法中，借由氮气溶解于药液之内，可确实有效抑制药液中含二氧化碳量或含氧量的增加，并使得药液的电导度下降，达到防止药液劣化的功能，并且，本发明通过实验证明，注入较多的氮气量确实可使得药液槽内药液之电导度值下降越多。
再者，经由上述管径不同的结构差异，以加压氮气气泡，除了提升氮气气泡之分压压力以外，也可提升总体气体压力之饱和度，并且，提升氮气气泡之分压压力，亦可增加氮气气泡溶解于药液的含量，可使氮气气泡更能溶解于药液之内，更能使得药液的电导度下降，延长药液使用寿命，进而减少药液更换时间与降低制造成本，并增加生产制造效能。
此外，借由蓄压筒与减压阀模组的配置，以将压力蓄集到蓄压筒之内，故可维持氮气气泡溶解于药液的含量。进一步，本发明通过实验证明，并且，本发明可增加蓄压筒的管径，让氮气溶解于药液的效果提升；或者，本发明可增加氮气溶解装置的数量，借由多个蓄压筒来提升药液槽内药液之电导度值下降的趋势；又或者，本发明亦可设计排列不同管径的蓄压筒来达到较佳的药液槽内药液之电导度值下降的趋势。
以上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的较佳实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。
Claims (27)
1.一种气液混合机构，包括：
一第一氮气溶解装置，包括：
一第一汇流管；
一第一细化管，连通于该第一汇流管，该第一细化管内设置一第一细化装置，其中一氮气与一药液由该第一汇流管流入至该第一细化管时，该第一细化装置是细化该氮气为一氮气气泡；及
一第一蓄压筒，连通于该第一细化管，其中该第一蓄压筒的管径大于该第一细化管的管径，以降低该药液的流速并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至该药液而为一第一具氮气气泡之药液；以及
一减压阀模组，连通于该第一蓄压筒，该减压阀模组用以调节并蓄压该第一蓄压筒内该第一具氮气气泡之药液之压力。
2.如权利要求1所述的气液混合机构，更包括：
一第二氮气溶解装置，连通于该第一蓄压筒与该减压阀模组之间，该第二氮气溶解装置包括：
一第二汇流管；
一第二细化管，连通于该第二汇流管，该第二细化管内设置一第二细化装置，其中该氮气与该第一具氮气气泡之药液由该第二汇流管流入至该第二细化管时，该第二细化装置是细化该氮气为该氮气气泡；以及
一第二蓄压筒，连通于该第二细化管，其中该第二蓄压筒的管径大于该第二细化管的该管径，以降低该第一具氮气气泡之药液的流速并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至该第一具氮气气泡之药液而为一第二具氮气气泡之药液，该减压阀模组用以调节并蓄压该第二蓄压筒内该第二具氮气气泡之药液之压力。
3.如权利要求2所述的气液混合机构，其中该第一汇流管输入该氮气之氮气量大于该第二汇流管输入该氮气之氮气量。
4.如权利要求2所述的气液混合机构，其中该第二蓄压筒的管径大于该第一蓄压筒的管径。
5.如权利要求2所述的气液混合机构，其中该第二蓄压筒的管径小于该第一蓄压筒的管径。
6.如权利要求2所述的气液混合机构，其中该第二细化管的管径小于该第二汇流管的管径。
7.如权利要求1所述的气液混合机构，其中该第一细化装置包含多个导流鳍片与多个导流孔，各该导流鳍片细化该氮气为该氮气气泡，该氮气气泡与该药液通过各该导流孔。
8.如权利要求1所述的气液混合机构，其中该第一细化管的管径小于该第一汇流管的管径。
9.一种工艺设备，包括：
一药液槽，存储一药液；
一处理装置，是以该药液槽提供之该药液处理一基板；以及
一气液混合机构，是接收该药液槽之该药液，该气液混合机构包括：
一第一氮气溶解装置，包括：
一第一汇流管；
一第一细化管，连通于该第一汇流管，该第一细化管内设置一第一细化装置，其中一氮气与该药液由该第一汇流管流入至该第一细化管时，该第一细化装置是细化该氮气为一氮气气泡；及
一第一蓄压筒，连通于该第一细化管，其中该第一蓄压筒的管径大于该第一细化管的管径，以降低该药液的流速并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至该药液而为一第一具氮气气泡之药液；以及
一减压阀模组，连通于该第一蓄压筒，该减压阀模组用以调节并蓄压该第一蓄压筒内该第一具氮气气泡之药液之压力。
10.如权利要求9所述的工艺设备，其中该工艺设备为一显影机。
11.如权利要求9所述的工艺设备，更包括：
一第二氮气溶解装置，连通于该第一蓄压筒与该减压阀模组之间，该第二氮气溶解装置包括：
一第二汇流管；
一第二细化管，连通于该第二汇流管，该第二细化管内设置一第二细化装置，其中该氮气与该第一具氮气气泡之药液由该第二汇流管流入至该第二细化管时，该第二细化装置是细化该氮气为该氮气气泡；以及
一第二蓄压筒，连通于该第二细化管，其中该第二蓄压筒的管径大于该第二细化管的该管径，以降低该第一具氮气气泡之药液的流速并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至该第一具氮气气泡之药液而为一第二具氮气气泡之药液，该减压阀模组用以调节并蓄压该第二蓄压筒内该第二具氮气气泡之药液之压力。
12.如权利要求11所述的工艺设备，其中该第一汇流管输入该氮气之氮气量大于该第二汇流管输入该氮气之氮气量。
13.如权利要求11所述的工艺设备，其中该第二蓄压筒的管径大于该第一蓄压筒的管径。
14.如权利要求11所述的工艺设备，其中该第二蓄压筒的管径小于该第一蓄压筒的管径。
15.如权利要求11所述的工艺设备，其中该第二细化管的管径小于该第二汇流管的管径。
16.如权利要求9所述的工艺设备，其中该第一细化装置包含多个导流鳍片与多个导流孔，各该导流鳍片是细化该氮气为该氮气气泡，该氮气气泡与该药液通过各该导流孔。
17.如权利要求9所述的工艺设备，其中该第一细化管的管径小于该第一汇流管的管径。
18.如权利要求9所述的工艺设备，更包括：
一第一电导度计，连接于该气液混合机构；以及
一第二电导度计，连接于该药液槽。
19.一种气液混合方法，包括以下步骤：
输入一氮气至一药液；
细化该氮气为一氮气气泡，并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至该药液而为一第一具氮气气泡之药液；以及
蓄压该第一具氮气气泡之药液。
20.如权利要求19所述的气液混合方法，其中所述使该氮气气泡混入至该药液而为该第一具氮气气泡之药液的步骤，包括以下步骤：
使该氮气与该药液流入至一第一细化管，该第一细化管中的一第一细化装置是细化该氮气为该氮气气泡。
21.如权利要求20所述的气液混合方法，其中所述使该氮气气泡混入至该药液而为该第一具氮气气泡之药液的步骤，包括以下步骤：
使该氮气气泡与该药液由该第一细化管流入至一第一蓄压筒，其中，该第一蓄压筒的管径大于该第一细化管的管径，以降低该药液的流速并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至药液而为该第一具氮气气泡之药液。
22.如权利要求21所述的气液混合方法，其中所述蓄压该第一具氮气气泡之药液的步骤，包括以下步骤：
使该第一具氮气气泡之药液由该第一细化管流入至该第一蓄压筒，该减压阀模组用以调节并蓄压该第一蓄压筒内该第一具氮气气泡之药液之压力。
23.如权利要求19所述的气液混合方法，更包括：
输入该氮气至该第一具氮气气泡之药液；
细化该氮气为该氮气气泡，并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至该第一具氮气气泡之药液而为一第二具氮气气泡之药液；以及
蓄压该第二具氮气气泡之药液。
24.如权利要求23所述的气液混合方法，其中所述使该氮气气泡混入至该第一具氮气气泡之药液而为该第二具氮气气泡之药液的步骤，包括以下步骤：
使该氮气与该第一具氮气气泡之药液流入至一第二细化管时，该第二细化管中的一第二细化装置是细化该氮气为该氮气气泡。
25.如权利要求24所述的气液混合方法，其中所述使该氮气气泡混入至该第一具氮气气泡之药液而为该第二具氮气气泡之药液的步骤，包括以下步骤：
使该氮气气泡与该第一具氮气气泡之药液由该第二细化管流入至一第二蓄压筒，该第二蓄压筒的管径大于该第二细化管的管径，以降低该第一具氮气气泡之药液的流速并加压该氮气气泡，使该氮气气泡混入至该第一具氮气气泡之药液而为该第二具氮气气泡之药液。
26.如权利要求23所述的气液混合方法，其中输入该氮气至该药液之氮气量大于输入该氮气至该第一具氮气气泡之药液之氮气量。
27.如权利要求25所述的气液混合方法，其中所述蓄压该第二具氮气气泡之药液的步骤，包括以下步骤：
使该第二具氮气气泡之药液由该第二细化管流入至该第二蓄压筒，该减压阀模组用以调节并蓄压该第二蓄压筒内该第二具氮气气泡之药液之压力。
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